Audio buffer - inovace
 

Toto je inovace původního audio bufferu z r. 2002, spočívá v doplnění vstupního RC filtru, doplnění kompenzačního kondenzátoru k OZ (použije se alternativně, podle typu OZ) a zejména je zde úpně nový plošný spoj s rozlitou zemí.

Účelem obvodu je vyřešit problémy při propojení zdroje audio signálu (VF rušení, intermodulace a interference) a zesilovače, ev. odstranit vliv kapacity kabelu a vstupu zesilovače na výstupní obvody zdoje signálu. Výstup má dostatečný výkon na to, aby bylo možná na něj přímo připojit i sluchátka.

Schéma


 

Operační zesilovače

Pro první operační zesilovač IC1 doporučuji OPA134 nebo OPA627. Další ev. možnost je LT1122 nebo jiný OZ stabilní pro zisk 1.  OPA627 a OPA134 jsou, nicméně, preferované typy. Nejlepší objektivní výsledky (získané měřením) dává OPA627. Není možné používat operační zesilovače, které nejsou stabilní pro zisk 1x (ověřte v katalogovém listu). Není možné použít ani např. AD797, který pro stabilní funkce pro zisk 1x vyžaduje další externí součástky. Druhý obvod je rychlý buffer s výst. proudem až 250mA.

Zesílení obvodu je +2 nebo +1, podle hodnot R3 a R4 (níže), při vypuštění R8. Při použití zakončovacího odporu R8 o hodnotě R8 = R7, na konci výstupního kabelu, je celkový zisk +1 nebo +0,5, podle hodnot R3 a R4. Pro správné umístění odporů R7 a R8 prosím čtěte odstavec "Zakončovací odpory". Zakončovací odpor R8 není nutné použít.
 

Parametry

kmitočtový rozsah    0,7Hz - 1MHz (-3dB)
vst. napětí                do 4,5 Vef
vst. odpor                100 kOhm
výst. odpor               50 Ohm (5 Ohm sluchátková verze)
THD                         pod 0,001% / 1kHz / plný rozkmit

Připojení do obvodu

Vstup se propojí s výstupem CD přehravače krátkým kabelem (do 15 cm). Mezi výstup a vstup zesilovače je možné použít standardní koaxiální kabel RG-58, RG-59 nebo RG-62. Další varianta je VBPAM 50-1,5.

Zakončovací odpory

Odpory R7 a R8 mají vliv na charakter zvuku. Jejich optimální umístění je takové, že R7 je na desce bufferu a R8 je až na druhém konci výstupního kabelu u vstupu následujícího zesilovače.

R8 ale není nutné použít a současně je možné upravit zisk audio bufferu na +1 zkratováním odporu R4 a vynecháním odporu R3. Možnosti ukazuje následující tabulka

Gain R3, R103 R4, R104 C9, C109 IC1, IC101
2 3k3 3k3 NC OPA134
2 3k3 3k3 NC OPA627
2 3k3 3k3 NC LT1122
1 NC 0R NC OPA134
1 NC 0R NC OPA627
1 NC 0R ?? LT1122

NC ... nezapojovat, 0R ... zkrat, ?? ... nutno ověřit

Sluchátkový zesilovač

Po připojení potenciometru 10k na vstup je obvod možné použít jako kvalitní sluchátkový zesilovač. Je možné laborovat  s velikostí odporu R7 a snižovat jej až na 5 ohm. Pokud je to nutné, je možné zvětšit zisk změnou odporu R4, a to až do hodnoty R4=24k.

Měření

Následující obrázek ukazuje odezvu audio bufferu na obdélník 45kHz, 2Vp-p. Měření je provedeno pro OPA627+BUF634T v zapojení pro zesílení 1x, tj. R3 nezapojený a R4 zkratovaný.

Při měření harmonického a intermodulačního zkreslení audio buffer kopíruje parametry použitých zvukových karet (Creative USB X-Fi HD, M-Audio Fasttrack USB, Roland Duo Capture-Ex), takže výsledky nemá význam uvádět.

Omezení VF rušení, emitovaného digitálním zdrojem signálu

Následující měření v pásmu 0 - 10MHz ukazují, jak audio buffer omezuje VF rušivé složky, generované zvukovou kartou na vzorkovacím kmitočtu 88.2kHz a jeho násobcích

Nejprve měření na výstupu zvukové karty

Následuje měření po zařazení audio bufferu se ziskem 1x za výstup zvukové karty

Vidíme snížení amplitudy rušivých složek nad 500kHz a zejména v pásmu 1 - 3MHz. Účinek potlačení závisí na volbě hodnot součástek ve vstupním RC filtru a na konstrukčním provedení audio bufferu. Aby bylo účinné, je potřeba použít kovovou krabičku, pro signálové vedení uvnitř použít kvalitní stíněné kablíky, kroucené nestíněné dráty jsou s ohledem na VF potlačení nevhodné. Příklad řešení krabičky ukazuje následující obrázek

PCB

Byl navržen nový plošný spoj pro inovovaný audio buffer. Deska je pro 2 kanály bufferu (pro stereo stačí 1 deska). Jde o dvoustranný plošný spoj s prokovenými otvory a nepájivou maskou, s rozlitou stínicí zemí na straně součástek. Rozměry desky jsou 48 x 72 mm.

Dokumentace: je k dispozici zde.

Kontakt

 

Poslední modifikace: 16.11.2016, stránka v přípravě

Zpět